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基于BOS技术的气动光学流场传输效应成像偏移校正方法研究
摘要
随着现代光学技术的广泛应用，基于气动光学的研究也越来越重要。在流场中，气体的密度分布不均匀会影响光的传输和成像，导致成像图像产生偏移。本文提出了一种基于BOS技术的气动光学流场传输效应成像偏移校正方法。通过对气动光学流场进行分析，确定了光学传输效应和气动效应对成像的影响，建立了数学模型，并采用BOS技术进行测量。根据测量数据设计了成像偏移校正算法，通过对实验结果进行分析表明，该方法能够成功地对气动光学系统中的成像偏移进行校正，提高成像准确度。
关键词：气动光学、BOS技术、成像偏移校正、流场测量
Abstract
Withthewidespreadapplicationofmodernopticaltechnology,researchbasedonaerodynamicopticshasbecomeincreasinglyimportant.Intheflowfield,thenon-uniformdensitydistributionofgaswillaffectthetransmissionandimagingoflight,resultinginimagedisplacement.Inthispaper,amethodofcorrectingimagingdisplacementbasedontheaerodynamicopticalflowfieldtransmissioneffectandBOStechnologyisproposed.Byanalyzingtheaerodynamicopticalflowfield,theimpactofopticaltransmissionandaerodynamiceffectsonimagingisdetermined,amathematicalmodelisestablished,andBOStechnologyisusedformeasurement.Accordingtothemeasurementdata,animagingdisplacementcorrectionalgorithmisdesigned.Analysisofexperimentalresultsshowsthatthismethodcansuccessfullycorrecttheimagingdisplacementintheaerodynamicopticalsystemandimprovetheimagingaccuracy.
Keywords:Aerodynamicoptics;BOStechnology;Imagingdisplacementcorrection;Flowfieldmeasurement
正文
1.引言
气动光学技术是指研究在高速流场环境中光的传输、干扰、扰动和成像等现象的科学和技术。气动光学技术的研究和应用已经广泛用于飞行器、导弹、航天器等领域。在气动光学技术中，气流的扰动和密度分布不均匀会引起光的传输扰动和产生成像偏移的现象。因此，如何正确地矫正这些扰动和偏移，对于提高气动光学系统的成像质量有着重要的意义。
2.研究方法
2.1总体思路
气动光学流场传输效应成像偏移校正方法的总体思路为：通过建立气动光学流场模型，分析气动效应和光学传输效应对成像的影响，并利用BOS技术对流场进行测量，提取流场信息，进而设计成像偏移校正算法，对成像进行矫正。
2.2流场建模和分析
本文选择的气动光学流场模型为自由火焰流，具有不稳定的特性，这种流场的对流效应、湍流和温度变化对光学成像有着显著的影响。通过对自由火焰流的分析，本文得到了流场密度分布的数学模型。
2.3BOS技术测量
本文采用BOS技术对气动光学流场进行测量。BOS技术是一种利用高速相机来记录一组光斑的二维图像序列，并对光斑位置进行跟踪与匹配，进而对流场进行测量的技术。通过BOS技术可以得出流场的速度和密度等信息。
2.4成像偏移校正算法
通过测量数据，本文将两个光斑的位置和距离转换为实际的密度和速度值，进而得到流场的分布情况，并建立数学模型，设计出成像偏移校正算法，对光的传输和成像偏移进行校正，提高成像质量。
3.实验结果与分析
为了验证本文所提出的气动光学流场传输效应成像偏移校正方法的有效性，本文开展了实验研究。通过BOS技术对自由火焰流进行测量，得到了流场的密度分布图和速度分布图，利用测量数据设计了成像偏移校正算法。实验结果表明，本文所提出的方法对气动光学系统中成像偏移的校正能够取得良好的效果，有效提高了成像质量。
4.结论
本文提出了一种基于BOS技术的气动光学流场传输效应成像偏移校正方法。通过对气动光学流场进行分析，确定了光学传输效应和气动效应对成像的影响